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1、 东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 毕业设计（论文）论文题目院 别控制工程学院专业名称自动化班级学号5090401学生姓名王洋指导教师刘云静2012年6月15日基于AT89S52单片机的温湿度控制设计摘 要伴随着科学技术，计算机技术，传感器技术的研究与发展。人们充分认识到将数据采集应用到温度湿度领域，对其相关的数据进行控制，从而达到技术服务于工业农业，提高生产效率。温度湿度控制系统涉及传感器、计算机、通信等多学科多领域，是国际上的重点研究领域。本课题设计的基于 AT89S52 温度湿度测控系统具有不受地理环境、气候、时间的影响等优势，另外通过对温度湿度的采集进行自动控制，从而达到精确控制，减
2、少人力，增加工业化程度。本系统主要实现温度与湿度的测量和简单的对温度湿度的控制，使其在运行过程中始终处于某个阈值范围内，本文系统阐述了温度湿度测控系统的设计思想和实现方法，具体分析了各部分电路的设计原理，详细介绍了各部分的设计过程。基于 AT89S52 温度湿度测控系统由温度采集部分、湿度采集部分，数据传输部分三个部分组成。温度采集部分利用 ATMEL 公司生产的低功耗，高性能 CMOS8 位单片机 AT89S52 为控制中心，采用数字温度传感器 DS18B20 将采集到的温度值送入单片机中进行数据处理，采用数字湿度传感器SHT11将采集到的湿度值送入单片机进行数据处理。由于现在市场上的温度感
3、控系统大部分是由温度高低来调节控制，很少有根据时间控制调节控制的。我们在硬件设计中加入了时间控制，也就是可以设置系统在规定时间内工作，这样增加了系统的安全性。关键词：温度传感器，湿度传感器，AT89S52，控制系统MCU based temperature and humidity control Author：Wang Yang Tutor：Liu YunjingAbstract Along with the science and technology, computer technology, research and development of sensor technology.
4、People are fully aware of the data acquisition application to temperature and humidity field, the relevant data control, so as to achieve the technical service in industry and agriculture, improve production efficiency. The temperature and humidity control system involves sensor, computer, communica
5、tion and other multidisciplinary, is one of the key research fields in the world. This topic is the design of the temperature and humidity control system based on AT89S52 is not affected by geographical environment, climate, time and other advantages, in addition to the collection of temperature and
6、 humidity automatic control, so as to achieve precise control, reduce manpower, increase the degree of industrialization.The system is mainly to achieve the temperature and humidity measurement and simple to temperature and humidity control, to make it in the running process is always in a certain r
7、ange, this paper expounds the design idea of temperature and humidity control system and the realization method, analyzes the design principle of each part circuit, introduces the design process of the part of the. AT89S52 temperature and humidity control system consists of a temperature acquisition
8、 part, based on the humidity acquisition part, consisting of three parts of the data transmission part. The temperature acquisition using low power ATMEL, high performance CMOS8 chip AT89S52 as control center, use DS18B20 digital temperature sensor temperature collected data into the microcontroller
9、, using digital humidity sensor SHT11 to collect the humidity value into the microcontroller for data processing. Because now the markets temperature control system is mostly by temperature to control, there are few according to the time control control. We add time control in the design of hardware
10、, is also can set the system to work within the stipulated time, it increases the security of the system.Key Words: temperature sensor，humiliation sensor，AT89S52，control system摘 要1Abstract2目录41绪论61.1 研究的背景61.2 国内研究现状71.3 研究的意义10第二章 AT89S52 温度湿度测控系统的误差分析112.1 接触式测温中的导热误差11 2.2接触式测温中的辐射误差132.3 接触式测温中的
11、瞬态误差14 2.4相对湿度的温度补偿问题15第三章 基于 AT89S52 温湿度测控系统硬件设计153.1 温度数据采集系统193.1.1 芯片封装特点193.1.2 DS18B20芯片特性20 3.1.3 DSl8B20 内部结构与测温原理21 3.1.4DSl8B20 操作命令22 3.1.5 DSl8B20 与系统硬件接口223.1.6 温度数据采集模块接口电路233.2 湿度数据采集模块233.2.1 SHT11传感器传感温度原理243.2.2 硬件设计25 3.3 数据处理模块方案设计253.3.1 芯片介绍253.5.2 AT89S52引脚功能26 3.4数据显示模块30 3.4
12、.1 方案设计30 3.4.2 1602引脚说明33 3.4.3 字符集34第四章 系统软件设计354.1系统软件主程序设计36 4.2.DSl8B20程序设计38 4.2.1DSl8B20复位时序39 4.2.2 DSl8B20读数据程序394.2.3 DSl8B20写数据程序404.3 湿度程序设计40 4.4 液晶显示程序设计43第五章 系统的调试和仿真455.1 系统的调试45 5.1.1keil中程序设计465.1.2 keil中程序调试485.1.3 keil生成hex文件485.2 系统仿真49 5.2.1 电路原理图设计495.2.2 电路原理图的设计流程495.2.3 电路原
13、理图设计方法及步骤51结 论56致 谢57参考文献58附 录59 绪 论1.1 研究的背景 在科技发展过程中，作为获取信息的手段传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。很多机械部件和结构构件在各种非常温环境下负载运行。特别是航空、航天、核工程、化工和动力等部门的很多设备、机械处于高温或低温下工作，特别在高温高湿环境中，测量条件很恶劣，一般的变形测量仪表难于接近，非接触式的测量技术如云纹法、全息干涉法等要在这样的条件现场应用还有困难，采用专门的电阻传感器在高温高湿环境中进行测量是现实可行的一种方法。1传感器能把被测物理量转换为有确定对应关系的电量输出的
14、测量装置，满足信息的记录、显示、传输、处理和控制等要求。传感器是实现自动测量和控制的首要环节, 在工业生产自动化、 航空航天、能源交通、土建结构、环境保护及医疗卫生等领域,各种传感器在检测各种参数方面起到十分重要的作用。此外，用于工厂自动化制造系统中的机械手或机器人可实现高精度在线测量，保证产品的质量,因此国内外已普遍重视各种传感器的研制、生产和应用。传感器技术已经成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。数字信号处理技术已经成为一种重要的现代化工具。数字信号处理技术及其应用目前正以惊人的速度发展。数字处理系统与模拟系统不同，其特性不会随实验的条件(如环境温度、 电源电压、 老化程度等)
15、而变化，而且噪声干扰作用也较小。由于其特性很容易按不同要求而改变，所以它比模拟系统有很大的灵活性。其次，采用傅里叶变换、概率统计等方法可对数字信号进行各种变换处理，将信号变换成容易分析与识别的形式， 便于估计和提取它的特征参量。随着计算机的存储量越来越大，可将大量信号及其处理结果存储在磁盘上，供日后分析或输入更高一级的计算机进行进一步处理；还可进行远程传送，实现信息共享；数字信号处理系统还可以进行分时操作。2在采用了数字信号处理技术后，可建立更加完善的反馈控制系统，如应用于火炮自动跟踪系统、工业机器人等，还可实现实时处理控制。随着半导体技术的迅速发展，大规模集成电路和微处理器成本下降，体积缩小及运算速度提高，
